铁路微机联锁控制系统的可靠性分析

发表时间:2021/1/20   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:顾玉霞
[导读] 摘要:铁路信号的准确稳定关系着列车运行安全,微机联锁控制系统是保障信号高可靠性与安全性的关键,设计应考虑系统的高可靠性、高稳定性和故障导向安全原则,要求系统在设计和制作过程中,采用系列化的行之有效的技术措施。
        济南电务段  山东济南  250023
        摘要:铁路信号的准确稳定关系着列车运行安全,微机联锁控制系统是保障信号高可靠性与安全性的关键,设计应考虑系统的高可靠性、高稳定性和故障导向安全原则,要求系统在设计和制作过程中,采用系列化的行之有效的技术措施。联锁系统可靠性是硬件系统和软件系统共同作用的结果,本文将对铁路联锁系统中的软件可靠性技术相关内容进行论述。
        关键词:铁路;微机联锁控制系统;可靠性
        引言
        我国是人口大国,每年铁路的乘坐率也是世界上最高的,随着社会经济的不断发展人们对于铁路运输的安全要求也在不断的提高,在这种背景下,各地的铁路部门均开始进行对铁路信号控制系统等一系列的改革和完善。现如今,微机联锁仿真系统逐渐取代传统的继电式电气集中控制系统并逐渐应用众多的铁路车站,因此本文就对微机联锁控制系统可靠性进行简单的研究。
        1微机联锁概述
        伴随着经济社会的发展和进步,铁路的信号技术也在不断升级和发展,微机联锁技术也在逐步推广应用,呈现出网络化和智能化发展趋势。尤其是在铁路铁路运行管理控制方面,对于车速、实际运行控制效率、较高的安全运行性能要求等条件下,微机联锁的应用价值越来越受到人们的认可和关注。微机联锁在应用于铁路信号使用方面主要是指,列车的所有的实际运行需要都是铁路工作人员通过计算机软件系统控制,来实现实际的信号发布。计算机需要对所有接收到的控制指令进行集中整合,从而进一步实现联锁的控制设备,这就是应用于铁路信息技术管理的危机集中联锁管理。微机联锁系统在实际的应用和发展中只有高速度的信息处理能力是远远不够的,更高层次的安全性能和可靠性能才是更为重要的内容和要求。
        2铁路微机联锁控制系统的可靠性分析
        2.1联锁机柜
        设计人员在进行室内设备布置、设计,及向各专业提供房屋承重、设备供电等需求时,需要对设备规格有详细的了解,TYJL-ADX型联锁系统的机柜配置、尺寸、重量以及系统的用电需求非常重要。其联锁系统联锁柜及扩展柜如图1所示。每套联锁系统各配有:1个综合柜、1个联锁柜以及若干个扩展柜。综合柜(600mm×800mm×2350mm),内设有监控机及UPS电源等设备。联锁机柜(900mm×800mm×2350mm,重380kg)内可放置3个机笼,第1个机笼为联锁主机笼,即FCX机笼,用于放置联锁主机;剩余2个位置放置FFC机笼,用于放置采集、驱动板。扩展机柜(900mm×800mm×2350mm,重380kg)内也可放置3个机笼,均为FFC机笼,个数依据站场具体规模确定。每个FFC机笼有6个槽位,由于是二取二结构,故每个槽位可放置Ⅰ系及Ⅱ系各1块驱动板或采集板。一般情况,每个FFC机笼的前3个槽位固定为采集槽位,后3个槽位固定为驱动槽位。通常,每套联锁系统由电源屏提供2路、每路容量为2kVA的220V稳压电源。当车站规模较大,超过2个联锁扩展柜时,需要由电源屏提供2路、每路容量为3kVA的220V稳压电源。当联锁系统设有执表机时,需要由电源屏提供4路、每路容量为2kVA的220V稳压电源。为保证联锁系统驱动的继电器能够可靠励磁,联锁柜至接口架的微机电缆长度不可超过25m。联锁柜至运转室的视频、音频及鼠标、电源等显示终端用电缆长度不可超过50m。设计人员在进行室内设备布置设计时需要充分考虑上述内容。
        2.2采集和驱动回线
        TYJL-ADX型联锁系统的综合柜至接口架零层之间,需按双路6方线设计;接口架零层端子板间环线采用单根6方线;接口架零层至组合架零层的采集回线及驱动回线采用6方线(根据站场规模,可适当调整,但至少应为4方线);组合侧面的采、驱回线应采用42×0.15的多股软线。TYJL-ADX型联锁系统的接口架设有零层,采集回线在此设有熔断器,要求如下:全站设有1个采集机笼时(接口柜采集端子板使用不超过12块),接口架零层采集回线熔断器按5A设计;全站设有2~4个采集机笼时(接口柜采集端子板使用超过12块,不大于48块),接口架零层采集回线熔断器按10A设计;全站设有5个及5个以上采集机笼时,接口架零层采集回线熔断器按双10A设计。另外,TYJL-ADX型联锁系统接口架上采集、驱动信息位置的用法,也有别于其他联锁系统,以下为一些注意事项。
        1.接口架可设10层,每层12块端子板,每块端子板上设有32个点位。
        2.每层采集板上的1~12和17~28位置可用,其他不可用。


        3.每层驱动板上的1~8和17~24位置可用,其他不可用。
        4.第1块采集板的第12位,固定为联锁内部SgJ的采集;第1块驱动板的第1、2位,固定为联锁内部SgJ1、SgJ2的驱动。这3个位置不可以随便占用。
        2.3系统日常监测维护
        2.3.1开机步骤
        (1)电源屏向联锁系统供电合闸。(2)配电柜220V开关合闸。(3)按下UPS的电源开关(标有test的按钮)。首先UPS本身进行自检,UPS所有的指示灯稳定后,表明UPS已经准备就绪,可以对外供电。(4)配电柜给联锁机I系、联锁机II系、监控机A、监控机B、维修机的开关顺序合闸。(5)联锁机柜内部开关按如下顺序合闸:(a)HUB1、HUB2;(b)FCX1系;(c)FCX2系;(d)FFC1系;(e)FFC2系等。(6)将配电柜上的24V电源打开。(7)监控A,B机开机。(8)维修机开机。
        2.3.2关机步骤
        (1)将联锁机柜底部的各个电源开关拉下。(2)维修机手动保存记录后,关闭维修机。(3)关闭监控A,B机。(4)将配电柜上的24V电源关闭。(5)关闭UPS。(6)关闭电源屏至联锁系统的闸刀。
        2.3.3设备报警
        当设备发生故障时,在车务监视器上会有相应的报警提示,电务人员必须及时处理故障,防止故障累加,影响设备的正常运行与安全。
        (1)“24V电源A故障”、“24V电源B故障”两个IO电源并行向系统提供IOZ,IOF电源,若单一电源发生故障,另一电源仍能提供电源保证系统正常运行。
        (2)“维修机中断”维修机与系统网络通信中断。
        (3)“FCX1中断”、“FCX2中断”相应监控机与联锁机FCX1/FCX2的通信中断。
        (4)“FCX1未同步”、“FCX2未同步”联锁机的两系应该是热备状态,提示“未同步”为备系脱机状态。联锁机有模块发生故障,或模块通信不正常时,或当联锁机模块受到瞬间干扰时,这一系联锁机会进入待机状态,控制台上就会显示“FCX?未同步”。维护人员可以结合模块上的故障灯和维修机上的通信拓扑图判断故障点。
        (5)“SFJ失效”每组道岔的驱动由DCJ,FCJ和SFJ两点来驱动的,当操纵道岔时,DCJ或FCJ先吸起,500ms后SFJ吸起,道岔才能动作。当DCJ或FCJ吸起而SFJ还没吸起时,道岔若动作则表明SFJ失去了应有的防护作用,必须立刻检查,否则有安全隐患。系统的严重报警控制台上显示为红色字体,故障恢复时报警清除需要人工在控制台上办理“清除严重报警”,输入密码。黄色字体的报警,故障恢复时自动清除。
        2.3.4系统复位
        联锁机如发生死机或其它特殊故障需要复位时,可将联锁机柜1底部的对应的FCX电源关闭,然后再打开即可。
        结语
        联锁系统是一种实时控制系统,它必须具有非常高的可靠性,才能保证车站技术作业的安全与效率。就机械的和电气的联锁系统而论,系统的可靠性主要是靠高可靠的器材来实现的,联锁系统的故障-安全性,本质上也属于可靠性理论的范畴。为了能定量地分析系统的故障-安全性能,也需要可靠性基础知识。
        参考文献:
        [1]闫昊鹏.铁道信号计算机联锁控制系统探究[J].通讯世界,2016(22):57.
        [2]王洪,赵峻松.TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统在火车编组站的应用[C].第六届全国石油和化学工业仪表及自动化技术交流研讨会,2008.
        [3]李剑峰.计算机连锁系统在发电厂火车站的应用[J].煤矿机械,2011(2):228.
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